昆虫生长调节剂农业防治路径范文

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1昆虫生长调节剂的开发

昆虫生长调节剂(InsectGrowthRegulators,简称IGR′s)是通过抑制昆虫生理发育,如抑制蜕皮、抑制新表皮形成、抑制取食等导致害虫死亡的一类药剂,由于其作用机理不同于以往作用于神经系统的传统杀虫剂,毒性低、污染少、对天敌和有益生物影响小,有助于可持续农业的发展,有利于无公害绿色食品生产,有益于人类健康,因此被誉为“第三代农药”、“二十一世纪的农药”、“非杀生性杀虫剂”、“生物调节剂bioregulators”、“特异性昆虫控制剂novelmaterialsforinsectcontrol”,由于它们符合人类保护生态环境的总目标,迎合各国政府和各阶层人民所关注的农药污染的解决途径这一热点,成为全球农药研究与开发的一个重点领域。随着本领域的发展,该类新药剂不断涌现,其化学结构类别与作用性质差异繁多,新创名词名称层出不穷,交迭重复,缺乏统一。

2昆虫生长调节剂实用化的种类及应用

2•1几丁质合成抑制剂

几丁质合成抑制剂(Chitinsynthesisinhibitors)简称几丁质抑制剂,能够抑制昆虫几丁质合成酶的活性,阻碍几丁质合成,即阻碍新表皮的形成,使昆虫的蜕皮、化蛹受阻,活动减缓,取食减少,直至死亡。从70年代荷兰杜发公司开发成功第一个商品化的制剂敌灭灵(Dimilin)到目前为止申报为专利的此类化合物几千个,形成或开发中的商品制剂约20种以上,按其化学结构可分为以下几类:

2•1•1苯甲酰基脲类BPU′s(BenzoylphenylUreas)

该类化合物具有抗蜕皮激素的生物活性,能抑制昆虫表皮几丁质合成酶和尿核苷辅酶的活化率,抑制N-乙酰基氨基葡萄糖在几丁质中结合,能影响卵的呼吸代谢及胚胎发育过程中的DNA和蛋白质代谢,使卵内幼虫缺乏几丁质而不能孵化或孵化后随即死亡;在幼虫期施用,使害虫新表皮形成受阻,延缓发育,或缺乏硬度,不能正常蜕皮而导致死亡或成畸形蛹死亡。它们是几丁质抑制剂中发展最早成熟品种最多的一类药剂,已商品化生产实际应用的主要种类有:

(1)除虫脲diflubenzuron。别名:灭幼脲一号、敌灭灵Dimilin、氟脲杀、二氟脲。国产品为20%悬浮剂,用于防治菜青虫(3000倍液)、粘虫(7000倍液)、柑桔潜叶蛾(2000倍液)、松毛虫(2000倍液)。

(2)灭幼脲chlorbenzuron。别名:灭幼脲三号、苏脲一号。是国内生产厂家多、生产量最大、价格最低廉的几丁质抑制剂,但药效也是该类制剂较低的,商品为25%悬浮剂,防治菜青虫需用500倍液。

(3)氟虫脲flufenoxuron。别名:卡死克,Cas-cade。美国氰胺公司产品为5%可分散液剂(5DC),2000倍液用于防治我国南方抗药性很强的小菜蛾、斜纹夜蛾、甜菜夜蛾等有较好效果,与同类药相比,具速效性并耐雨淋持效长。此外1000倍液用于防治柑桔叶螨、锈螨、潜叶蛾和苹果叶螨。

(4)氟啶脲chlorfluazuron。别名:抑太保、IKI-7899、定虫隆、啶虫脲、氯氟脲。日本石原产业株式会社产品5%乳油,1000~2000倍液防治我国高抗的蔬菜害虫效果明显,销量较大,此外用于防治棉铃虫、红铃虫、柑桔潜叶蛾等。

(5)氟铃脲hexaflumuron。别名:伏虫灵、盖虫散、XRD-473、Undecided。陶氏-益农公司开发,国内产品为5%乳油,用于防治高抗的棉铃虫(500~1000倍液)和小菜蛾(1000~2000倍液)。

(6)杀铃脲triflumuron。别名:杀虫脲、杀虫6PESTICIDESVol•41No•4(2002)隆、氟幼灵、SIR-8514、BaySir8514、Alsystin。由拜耳公司开发,国内吉林省通化市化工所、农药公司产品为20%悬浮剂,用于防治抗性棉铃虫,常规喷雾为2000~3000倍液。

(7)氟苯脲teflubenzuron。别名:农梦特NOMOLT、伏虫隆、伏虫脲、特氟脲、CME-134。为本类制剂早期开发产品,1984年在泰国投产,在东南亚广泛用于防治高抗的小菜蛾效果显著,但多年单一使用后,已明显产生抗性。1990年以后已经停止了在我国的登记。苯甲酰脲类几丁质抑制剂除上述商品化品种外,开发研究的品种还有三氯脲(灭幼脲二号,PH6038)、氟幼脲(penfluron,PH6044,用于灭蚊蝇)、氟环脲(flucycloxuron,氟螨脲,PH7023)、啶蜱脲(fluazuron)、虱螨脲(lufenuro,MATCH,CGA184699)、嗪虫脲(L-7063)、二氯嗪虫脲(EL-494)、几噻唑(L-1215)、EL-583、GR-572(noval-uron,MCW-275)等。

2•1•2噻二嗪类

开发最为成功的是噻嗪酮buprofezin,又名灭幼酮,日本农药株式会社产品为优乐得,国内已有众多厂家投产,商品名称扑虱灵、稻虱净,用于防治稻飞虱(25%可湿性粉剂3000倍液,8%展膜油剂500~700倍液)和温室白粉虱(25WP1000~1500倍液)有特效,并且持效期长,应用已十分广泛,此外可用于防治柑桔矢尖蚧、茶树小绿叶蝉等害虫。2•1•3三嗪(嘧啶)胺类现已商品化生产的有瑞士汽巴嘉基公司开发的灭蝇胺cyromazine,对双翅目幼虫有特殊活性,有内吸传导作用,导致蝇蛆和蛹畸形,成虫不能正常羽化。可用于防治蔬菜、花卉潜叶蝇(10%悬浮剂1500倍液喷叶面或用2%颗粒剂2kg/667m2处理土壤,持效期可达80天)和为害食用菌的蚊类幼虫,但对成虫效果很差。此外,可用于防治畜牧业蝇蛆。此类制剂开发中的还有CGA-183843,dicylanil等。

2•2保幼激素类似物JHA(JuvenileHormoneAnalog)

早期开发的与昆虫保幼激素极相似的化合物如烯虫酯(methoprene)、烯虫硫酯(triprene)、烯虫乙酯(hydroprene)等生物活性和田间稳定性较低,但具很强的挥发性,可用于防治仓储害虫和卫生害虫,目前我国登记的有诺华公司烯虫酯产品可保特4•1%可溶性液剂,7•5~10mg/kg用于防治烟草甲虫。近期开发的则是与保幼激素结构相差较大,在分子中引入苯环或杂环的化合物,它们有很好的生物活性和田间稳定性,可广泛应用于农业和卫生害虫防治,主要开发品种有:

(1)双氧威fenoxycarb,又名苯氧威,属氨基甲酸酯类,但具有保幼激素类似物的活性,能抑制卵的发育、幼虫的蜕皮和成虫的羽化,可有效地防治果树上的木虱、蚧虫和多种鳞翅目害虫,5~10mg/kg可用于防治仓储害虫和卫生害虫。

(2)吡丙醚pyriproxyfen,又名蚊蝇醚,属苯醚类化合物,能抑制幼虫的发育,在我国登记的有日本住友公司生产的灭幼宝(Sumilarv)0•5%颗粒剂,用于防治蚊、蝇、蜚蠊等卫生害虫,对蜚蠊有特效。据报道吡丙醚对同翅目、缨翅目、双翅目、鳞翅目害虫均有高效,用量少,持效期长,对作物环境安全。(3)哒幼酮(NC-170)属哒嗪酮类化合物,系日产化学公司开发的新型保幼激素类似物,能抑制胚胎发生,抑制昆虫的发育、变态,尤其对叶蝉和飞虱具有高选择性,用于防治水稻主要害虫黑尾叶蝉和褐飞虱,有效成分50mg/L,其活性可维持40天。此类制剂开发中的尚有双氧硫威(R013-7744)、NC-184、NC-196、CGA59205等。

2•3蜕皮激素类似物MHA(MoetingHormoneAnalog)

由昆虫体内分离并鉴定结构的蜕皮激素物质已知15种以上,由于提取困难,价格昂贵,其结构复杂,不易合成,因此研究进展缓慢,现已开发为商品制剂的有2种,均为双酰肼类化合物。

(1)抑食肼(RH-5849),由罗门哈斯公司开发,国产商品名称虫死净,为20%可湿性粉剂,可通过根系内吸杀虫,对鳞翅目及某些同翅目和双翅目害虫有高效,如二化螟、稻纵卷叶螟、粘虫、马铃薯甲虫、苹果蠹蛾、舞毒蛾、卷叶蛾等,750~1500倍液喷洒,可迅速降低幼虫和成虫取食能力,能使昆虫发生异常的早蜕皮而死亡,并能抑制产卵,但幼虫死亡速度慢,应提前用药。

(2)虫酰肼tebufenozide,罗门哈斯公司商品名米满(Mimic),(台湾兴农公司商品名天地扫)已在我国登记。该药干扰昆虫的正常生长发育,20%悬浮剂1000倍液可用于防治我国南方甘蓝上抗药性极强的甜菜夜蛾,此外可用于防治苹果卷叶蛾(2000~5000倍液)、松毛虫(24%悬浮剂2000~4000倍液)。此类制剂开发中的还有活性更高、选择性更好、安全性更大的RH-0345、RH-2485等品种。

3昆虫生长调节剂在农业害虫防治中应用的重要意义

3•1克服害虫抗药性

众所周知,由于长期以来对有机磷、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯类农药单一品种和高剂量的使用,像小菜蛾、棉铃虫等重要的农业害虫已成为抗药性极高的种群,必须寻求致死机制不同的新药剂解决当前无药可用的困境,也为将来合理用药缓解抗性寻找出路,IGRs药剂开发的成功已被实践所证明。

3•2减少环境污染

IGRs药剂属昆虫生理抑制剂,具有选择性,对人和高等动物属低毒或微毒类别,对环境污染小,不伤害天敌或有益生物,有利于生态平衡,有助于发展可持续农业,符合人类的根本利益。3•3促进绿色食品生产由于IGRs药剂的作用机制是针对昆虫的生理发育,对人和高等动物无害,因此已被纳入无公害农业生产措施之中,取代神经毒性的旧杀虫剂,必然促进绿色食品生产,有助于全人类的身体健康。

4IGRs存在的问题与应用前景

由于IGRs制剂对抗性害虫具高效,对环境污染小,对人畜安全,并且IGRs主要品种已能在国内生产,价格低廉,因此近十余年来已得到推广应用,但在使用中也发现了以下的问题:

4•1害虫对IGRs制剂产生抗药性

在80年代初BPUs制剂在东南亚对抗药性极高的小菜蛾的首次应用表现出特效之后,立即成为几乎唯一的选择,经过多年单一的使用,使小菜蛾很快对BPUs产生了抗药性,1988年台湾小菜蛾对氟苯脲(农梦特)抗性增至7621倍,马来西亚增至3000倍以上,对氟虫脲(抑太保)增至1000倍以上,国内武汉地区因多年推广氟虫脲(卡死克),1997年小菜蛾抗性增至1254倍。一般该类药剂在一个地区连续使用2年药效即显著降低,因此打破了最初认为这种生理抑制剂不易产生抗性的设想,并且有的学者提出BPUs不同品种之间存在有交互抗性(另一些学者的研究结果是抗性品系对其它之种类BPUs无交互抗性),因此必须谨慎使用BPUs,发展综合治理,减少一个品种在当地的连续使用,控制抗性的发展。

4•2IGRs制剂速效性差

对农业害虫,特别是蔬菜害虫的防治,要求施用的药剂具备速效性,但IGRs一般要在害虫变态阶段才能使其致死,一般在施药3天后才开始出现死亡,5~7天才出现死亡高峰,因此从确保蔬菜质量(尤其是叶菜类)即商品价值来说,菜农往往难于接受,因此需要在害虫低龄期施用,或与速效药复配,国内厂家已开始将IGRs与低毒低污染但有速效性的杀虫剂做成复合剂,既有速效性又能发挥IGRs的特异性,如速杀脲(除虫脲+氰戊菊酯)、蝉虱净(噻嗪酮+异丙威)、稻虫净(噻嗪酮+杀虫单)等。

4•3IGRs不同品种各有一定选择性

如BPUs无内吸性,对鳞翅目害虫活性强,但不能兼治蚜虫、飞虱、叶蝉等刺吸口器害虫,在一种作物上多种类害虫同时发生时应考虑到药剂的选择性。

4•4BPUs对水栖生物有毒

特别是对甲壳类(虾、蟹幼体)有害,应注意避免污染养殖水域。4•5残留性IGRs虽为低毒,但持效期长,应注意避免在作物近成熟期应用,要遵守安全间隔期。尽管存在上述需要注意的问题,但IGRs特殊的作用机制和适应于可持续农业的种种优越性,其前景广阔,在品种开发和推广应用上必将会有较快的发展。